CN102916336A - 一种降低激光器的tec能耗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低激光器的TEC能耗的方法。一种降低激光器的TEC能耗的方法，所述的方法为：设定TEC目标温度；在TEC目标温度的基础上设定TEC温度上下限值；将TEC温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；当激光器的温度在TEC温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，将上限值设置为TEC工作温度，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；同理，当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，将下限值设置为TEC工作温度，TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内；采用该温度控制方法的激光器，可有效地降低激光器的TEC的能耗。

Description

一种降低激光器的TEC能耗的方法
技术领域
本发明涉及电子信息领域，特别涉及一种降低激光器的TEC(Thermoelectric Cooler即半导体致冷器）能耗的方法。
背景技术
半导体激光器广泛地应用于光发射机之中，被当作光源来用，半导体激光器是内部对温度敏感的器件。因此，在很多的光收发机之中，对于激光源的温度控制就尤为重要，当激光同内部调节器一起使用时，内部调节器的调节速度为25G，40G，或者更高的时候。主要的目是用于将激光的波长保持在一定的范围内，但是，同样需要保持激光常数中的温度敏感性特性。
热电气冷却器广泛地应用于光收发机之中，用于控制激光源的温度和波长，热电冷却器象一个热泵一样的工作，它可以依靠在方向上的偏转来可以将热量从连接处的一边传递到连接处的另一边。典型的热电气冷却器的控制器工作在一个闭合环路反馈系统之中，在那里，温度传感器用于测量激光的温度，同时，一个闭合环路反馈系统根据需要将热量泵给设备或者从设备泵出热量来保持温度的常量恒定，不论发生何种情况，制冷的热电气冷却器的工作增加了这个单元的总体能量消耗，热电气冷却器越加热或者冷却这个装置，热电器冷却器就需要消耗越多的能量来保持这个目标温度。举个例子来说， 在一个典型的光纤收发器之中，一个TEC控制器可以为装置额外贡献差不多1W的能量消耗。
在现有技术中，为了保持目标温度，激光器的TEC能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种降低激光
器的TEC能耗的方法。
通讯网络的扩张和增长、保存能量的需要提供了很强烈的动机去降低通讯部件的总体能耗，本发明是目的在于降低总体的能耗。旨在降低使用TEC控制器的光收发机的总体能量耗损，方式是通过改变反馈回路中的算法，达到此目的的主要的路径是通过允许TEC控制回路的工作温度变化，为了替代一个单一的工作温度，一个给定的应用程序可以在一个温度范围内无障碍的操作，例如，如果温度控制的目标在于控制激光的波长，通常情况下，会存在一个波长的范围，在这个范围之内，激光的工作将不存在任何问题。为了降低总的能量损耗，这里描述的方法是允许该目标的温度在相应的范围之内改变，更具体的说，当激光的温度更高的时候，可以允许目标的激光温度上升至接近上限。另一方面，当激光的温度比较低的时候，可以允许激光温度下降至接近于下限温度，通过这样来做，在不同的情况下，TEC不必要一直工作得那么辛苦，同时，因此不需要消耗那么多的能量，能量的节约的目的能通过这样的途径有效地达到。因为，在通常的不得不变冷或者变热的情况下，TEC的能量损耗会快速的增长，因此，甚至只是目标温度很小的放松就能产生很多的能量节约。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
    一种降低激光器的TEC能耗的方法，所述的方法为：设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值、TEC温度的下限值，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC工作温度区间；
将TEC温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；
当激光器的温度在TEC工作温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，将上限值设置为TEC工作温度，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，将下限值设置为TEC工作温度，
TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内。
在本发明的技术方案的基础上，有以下优选的技术方案：
设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值为:TEC目标温度+7℃、TEC温度的下限值为:TEC目标温度-7℃，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC工作温度区间为在TEC目标温度+/-7℃；
将TEC工作温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；
当激光器的温度在TEC工作温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值(即TEC目标温度+7℃)时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值(即TEC目标温度-7℃)时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内。
当然,也可以将TEC的工作温度设置更宽的范围,比如: TEC目标温度+/-10℃,这时激光器就能工作在更大温度范围,TEC不工作的温度范围就更宽,降低能耗的工作范围就更大.如果将TEC的工作温度设置更窄的范围,比如: TEC目标温度+/-5℃, 这时激光器只能工作在更小温度范围,TEC不工作的温度范围就更窄, 降低能耗的工作范围就更小。
在本发明的技术方案的基础上，有以下优选的技术方案：
设定TEC目标温度；
如果需要将激光器温度控制在较小的范围以保证激光器工作特性,可以缩小TEC工作温度范围, 比如:TEC目标温度+/-5℃，这时,TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC工作温度区间为在TEC目标温度+/-5℃的区间.但是,这样就导致了TEC不工作的范围减小,只能在TEC目标温度+/-5℃范围为停止工作.
如果激光器可以在更大的温度范围满足工作特性,可以扩大TEC工作范围,比如: TEC目标温度+/-10℃.这时,激光器可工作在TEC目标温度-10℃到TEC目标温度+10℃范围内,TEC不工作范围更大.而且由于激光器工作的上下限加大,TEC用于控制温度的电流也减少,有效降低了功耗.
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、采用该方法的激光器，有效地降低了激光器的TEC的能耗。
附图说明：
图1为本发明所述电路的工作原理图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
     一种降低激光器的TEC能耗的方法，所述的方法为：设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值、TEC温度的下限值，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC工作温度区间；
将TEC工作温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；
当激光器的温度在TEC温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作使得激光器温度不高过TEC温度的上限值；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作使得激光器温度不低于TEC温度的下限值。
在本发明的技术方案的基础上，有以下优选的技术方案：
设定TEC目标温度37；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值为TEC目标温度+7℃，为44℃，TEC温度的下限值为TEC目标温度-7℃，为30℃，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC工作温度区间为在TEC目标温度+/-7℃的区间，为30℃-44℃；
将TEC工作温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；
当激光器的温度在TEC温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作温度为44℃，TEC工作使得激光器温度不高过TEC温度的上限值；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作温度为30℃，TEC工作使得激光器温度不低于TEC温度的下限值。
在本发明的技术方案的基础上，还有以下优选的技术方案：
    设定TEC目标温度30℃；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值为TEC目标温度上限5℃，为35℃，TEC温度的下限值为TEC目标温度下限5℃，为25℃，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC温度区间为在TEC目标温度上下限动5℃的区间，为25℃-35℃；
将TEC温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；
当激光器的温度为27℃时，TEC工作温度为27℃，TEC不工作；
当激光器的温度为38℃时，TEC工作温度为35℃，TEC工作使得激光器温度不高过TEC温度的上限值；
当激光器的温度为21℃时，TEC工作温度为25℃，TEC工作使得激光器温度不低于TEC温度的下限值。
在本发明的技术方案的基础上，还有以下优选的技术方案：
设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值为TEC目标温度+10℃、TEC温度的下限值为TEC目标温度-10℃，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC温度区间为在TEC目标温度+/-10℃的区间；
将TEC温度区间内距离激光器温度最近的温度设定为TEC工作温度；
当激光器的温度在TEC温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作使得激光器温度不高过TEC温度的上限值；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作使得激光器温度不低于TEC温度的下限值。
实施例1
在室温条件下运行的收发器。激光器的工作温度就非常接近将波长保持在目标波长所要求的目标温度。此外，由于环境的变化，温度也会升高。在实际电路中，TEC控制器必须有效控制激光器温度使激光器的波长变化保持在可接受的范围。根据本发明的实施例，TEC控制电路不会直接启动运行。它会等待直到波长变化大到超出预定范围后再启动，且仅在那时才开始运行。因此，在激光器温度变化很小时，TEC保持关闭且不需要提供工作电流。
实施例2
再例如，当温度升高达到TEC必须启动来冷却激光器时，TEC也不会试图将激光器温度降回到目标温度， 它只会将激光器冷却并降至温度门限出。这样，在防止激光器超过其目标温度（和波长）极限的同时，本电路也将有效减少TEC的工作电流，将能耗降到了最低。
实施例3
为了用数字示例说明以上所述，在典型的DFB激光器中，波长随温度的变化大约为0.1nm/C。现在我们假设某光信道的带宽为2nm。即，假如激光器预设为在光信道的中心波长上工作，它在信道带宽外以+/-10C变化。在标准TEC电路中，激光器的温度总是维持在中心值上。但是在本发明的一个实施例中，激光器温度允许在+/-7C间变化，因为在本温度范围内，激光波长仍在此光波段内。因此，小温度变化不需要TEC启动工作，这样的结果是有效降低了TEC的工作电流。
如图1所示，图中描述了所公开电路的工作原理。在常规TEC电路1中，环境温度一变化（或升高或降低）TEC电路就必须补偿所述变化，增大TEC的工作电流。而在使用本发明方法的TEC电路中，存在是T1 和 T2间的温度范围，而不是单一温度T0。虽然T1和 T2的准确值取决于实际应用，但它们可以分别是几摄氏度到几十摄氏度。只要激光器温度位于T1 和 T2之间，TEC就保持关闭且没有额外的能量消耗。TEC控制器仅在激光器温度超过T2或低于T1开启，以至随后激光器温度保持在T1或T2, 而不是T0。实际上，目标温度的改变是为了优化功率特性。图1还展示了相对于普通TEC电路1的能量节省。

Claims (4)

1.一种降低激光器的TEC能耗的方法，其特征在于，所述的方法为：设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值、TEC温度的下限值，TEC温度的上限值和TEC温度的下限值构成TEC工作温度区间；
当激光器的温度在TEC工作温度区间之内时，TEC工作温度为激光器的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，将上限值设置为TEC工作温度，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，将下限值设置为TEC工作温度，
TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内。
2.如权利要求1所述的一种降低激光器的TEC能耗的方法，其特征在于，设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值、TEC温度的下限值,
TEC温度的上限值为TEC目标温度+7℃，TEC温度的下限值为TEC目标温度-7℃；
TEC工作温度区间为TEC目标温度-7℃～TEC目标温度+7℃；
当激光器的温度在TEC工作温度区间之内即时，TEC工作温度为激光器此时的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内。
3.如权利要求1所述的一种降低激光器的TEC能耗的方法，其特征在于，设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值、TEC温度的下限值,
TEC温度的上限值为TEC目标温度+5℃，TEC温度的下限值为TEC目标温度-5℃；
TEC工作温度区间为TEC目标温度-5℃～TEC目标温度+5℃；
当激光器的温度在TEC工作温度区间之内即时，TEC工作温度为激光器此时的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内。
4.如权利要求1所述的一种降低激光器的TEC能耗的方法，其特征在于，设定TEC目标温度；
在TEC目标温度的基础上设定TEC温度的上限值、TEC温度的下限值,
TEC温度的上限值为TEC目标温度+10℃，TEC温度的下限值为TEC目标温度-10℃；
TEC工作温度区间为TEC目标温度-10℃～TEC目标温度+10℃；
当激光器的温度在TEC工作温度区间之内即时，TEC工作温度为激光器此时的温度，TEC不工作；
当激光器的温度高于TEC温度的上限值时，TEC工作温度为TEC温度的上限值，TEC工作，将激光器温度控制在上限温度范围内；
当激光器的温度低于TEC温度的下限值时，TEC工作温度为TEC温度的下限值，TEC工作，将激光器温度控制在下限温度范围内。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103606804A (zh) * 2013-11-20 2014-02-26 武汉光迅科技股份有限公司 一种降低光放大器功耗的方法
WO2015131366A1 (zh) * 2014-03-06 2015-09-11 华为技术有限公司 控制光组件的工作温度的方法、装置、光组件和光网络系统
CN106292787A (zh) * 2015-06-09 2017-01-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块及其激光器温度控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235551A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Shimadzu Corp レーザ装置
US20060203862A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Harmonic Inc. Method and apparatus for CWDM optical transmitter with extended operating temperature range
CN102647234A (zh) * 2011-02-15 2012-08-22 日本电气株式会社 光学发送装置、光学发送/接收装置、控制方法和控制程序

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235551A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Shimadzu Corp レーザ装置
US20060203862A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Harmonic Inc. Method and apparatus for CWDM optical transmitter with extended operating temperature range
CN102647234A (zh) * 2011-02-15 2012-08-22 日本电气株式会社 光学发送装置、光学发送/接收装置、控制方法和控制程序

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103606804A (zh) * 2013-11-20 2014-02-26 武汉光迅科技股份有限公司 一种降低光放大器功耗的方法
CN103606804B (zh) * 2013-11-20 2016-03-30 武汉光迅科技股份有限公司 一种降低光放大器功耗的方法
WO2015131366A1 (zh) * 2014-03-06 2015-09-11 华为技术有限公司 控制光组件的工作温度的方法、装置、光组件和光网络系统
CN105102085A (zh) * 2014-03-06 2015-11-25 华为技术有限公司 控制光组件的工作温度的方法、装置、光组件和光网络系统
US9787056B2 (en) 2014-03-06 2017-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, optical component and optical network system for controlling operating temperature of optical component
CN105102085B (zh) * 2014-03-06 2018-10-09 华为技术有限公司 控制光组件的工作温度的方法、装置、光组件和光网络系统
CN106292787A (zh) * 2015-06-09 2017-01-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块及其激光器温度控制方法

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